等容變化,查理定律典型例題

1、等容變化，查理定律典型例題【例1】要求瓶內(nèi)氫氣在500c時的壓強不超過1atm,則在20c 時對瓶子充氣時，瓶內(nèi)壓強最多為多少瓶子的熱膨脹不計?！痉治觥坎挥嬈孔訜崤蛎洠淙肫績?nèi)的氫氣經(jīng)歷的是一個等容變 化。【解】以充入瓶內(nèi)氫氣為研究對象，它在 20c和500c時的狀態(tài) 參量為：溫度 Ti= (273+20) k=293k,壓強 pi =溫度 T2= (273+500) k=773k,壓強 p2=1atm。根據(jù)西里定律出春可得Pi GF T293Pi = 775 X latm = OWHatmJ二/ / J?也就是說，瓶內(nèi)氫氣在20c時充氣的最大壓強為?！纠?】一根兩端封閉，粗細均勻的玻璃管，內(nèi)

2、有一小段水銀柱把管內(nèi)空氣柱分成a、b兩部分，傾斜放置時，上、下兩段空氣柱長度* = 2 （圖1）.當兩部分氣體的溫度同時升高時，木銀之比柱將如何移動【分析】溫度升高、Hg移動時，兩部分空氣的三個狀態(tài)參量（T、 p、V）都會發(fā)生變化，且雙方互相牽制，將給判斷帶來很大困難。為 此，可作一設想，即先假設溫度升高時水銀柱不動，兩部分氣體發(fā)生 等容變化。然后比較它們壓強的變化量，水銀柱應朝著壓強變化量較 小的那一方移動?！窘狻浚?）公式法：兩部分氣體作等容變化前后的狀態(tài)參量如下:狀態(tài)也b.壓強< cioHr)溫度C K）壓強溫度初態(tài)T5終息一T' "T'盧'對兩部

3、分氣分別運用查理定律:分別得壓強的增量:p* = p;%TTPb = Pb由于原來兩部分氣體的壓強 pb>Pa,所以由上式知 pb>A Pa, 即溫度升高時下部氣體壓強的增量較大，水銀柱將向上移。(2)圖象法：作出上、下兩部分氣體的等容線(圖2)圖z由于原來下部壓強大于上部壓強，即 pb>Pa,因此下部氣體等容線的斜率較大。溫度升高 T后由圖象知下部氣體的壓強變化量也較 大，即pb>Pa.所以水銀柱將向上移動【說明】還可作進一步研究。若使管中水銀柱長1,傾角8 ,則開始時由壓強平衡條件知:pb=Pa+Lsin8當0日90”時，學&1,溫度升高后,水銀柱會P

4、87;當B =1時即玻璃管水平放置）， 笑=1,溫度升Hg并不移動?！纠?】一定質(zhì)量氣體在狀態(tài)變化前后對應著圖 1中A、B兩點, 則與A、B兩狀態(tài)所對應的體積 VA、VB的大小關系是 口A. VA=VB B VA>VBC. VA< VB D.無法比較【分析】可通過A B兩點分別與原點O相連。得到兩條等容線(圖2),線上各點所對應的氣體體積分別等于 VA VB.由于與VA 對應的等容線的斜率大，表示它的體積小?！敬稹緾【說明】在p-T圖上比較一定質(zhì)量氣體兩條等容線的體積大小時， 有不同的方法。(1)比較同溫度下的壓強如圖3所示。在同一溫度T時，p2>pi,據(jù)玻意耳定律得V2<Vi 或根據(jù)壓強的決定因素判定一一溫度相同時，分子的平均動能相同，壓強大時對應的分子密度必較大，表示體積較小，所以V2< Vi 。(2)比較同樣壓強下的溫度如圖3所示，在同一壓強p時，Ti>T2,則與Ti所對應的分子平